Изменения в последовательности оснований. Мутации

Мутации возникают в результате изменений последовательности оснований ДНК [c.80]

Специфич. наборы водородных связей между пиримидиновыми и пуриновыми основаниями в комплементарных участках цепей (см. Комплементарность), а также меж-плоскостные взаимод. между соседними основаниями в цепи определяют формирование и стабилизацию вторичной и третичной структуры нуклеиновых к-т. Последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований в полинуклеотидной цепи определяет генетич информацию ДНК и матричных РНК. Модификация Пов полинуклеотидах под воздействием мутагенов может приводить к изменению информац. смысла (точковой мутации). [c.530]

Оказалось, что эти вещества, по-видимому, взаимодействуют с фаговой ДНК, этилируя пуриновое кольцо гуанина или аденина в положении 7. Вследствие этой реакции происходит гидролиз связи между пуриновым основанием и дезоксирибозой, что приводит к утрате данного пуринового основания. При репликации фаговой ДНК, имеющей в одной из своих полинуклеотидных цепей вызванный этилированием пробел , который был ранее заполнен одним из пуринов, в гомологичный участок синтезируемой комплементарной реплики может включиться либо правильное комплементарное пиримидиновое основание, либо неправильное пуриновое или пиримидиновое основание. При включении правильного пиримидинового основания восстанавливается первоначальная генетическая информация, а при включении неправильного основания происходит мутация, т. е. устойчивое изменение последовательности оснований в полинуклеотиде. [c.320]

Мутации, обусловленные заменой одного-единственного основания, называются мутациями замещения. При такой мутации изменение происходит лишь в одном кодоне затронутого гена. Следовательно, подобная мутация может выражаться в замене одной аминокислоты на другую в полипептиде, кодируемом этим геном, тогда как последовательность аминокислот в полипептиде может сохраняться. Примеры точковых мутаций и их последствий приведены в табл. 30-1. Часто замена одной аминокислоты на другую не приводит к значительным изменениям в биологических свойствах продукта трансляции-белка. Такие замены называют молчащими мутациями. В других же случаях замененная аминокислота может оказаться очень важной, и без нее белок оказывается полностью лишенным способности [c.969]

Любой агент (обычно опасные химические вещества или проникающая радиация), способный вызывать мутации (изменение последовательности оснований в ДНК), которые воспроизводятся в новой молекуле ДНК при репликации. Нуклеиновые кислоты [c.203]

После того как границы промотора уже определены, можно исследовать значение конкретных оснований, вводя точковые мутации или используя другие способы изменения последовательности ДНК. Как и в случае бактериальной РНК-полимеразы, такие мутации можно охарактеризовать как усиливающие или ослабляющие транскрипцию. Некоторые из этих изменений могут сказываться только на скорости инициирования транскрипции, другие могут влиять на ее специфичность, так как приводят к изменению местоположения стартовой точки. Для уверенности в том, что мы имеем дело с молекулами, ко- [c.150]

ЭТОМ образуются специфич. пары комплементарных оснований, имеющие почти одинаковые размеры. Поэтому двойная спираль имеет очень однородную регулярную структуру, мало зависящую от конкретной последовательности оснований-св-во очень важное для обеспечения универсальности механизмов репликации (самовоспроизведение ДНК или РНК), транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) и трансляции (синтез белков на РНК-матрице). В каждом из этих т. н. матричных процессов К. играет определяющую роль. Напр., при трансляции важное значение имеет К. между тройкой оснований матричной РНК (т. и. кодоном, см. Генетический код] и тройкой оснований транспортной РНК (поставляют во время трансляции аминокислоты). К. определяет также вторичную структуру нуклеиновых к-т. Одноцепочечные РНК благодаря К. оснований, навиваясь Сами на себя, образуют относительно короткие двухспиральные области ( шпильки и петли ), соединенные одноцепочечными участками, К. в отдельных парах оснований ДНК может нарушаться из-за появления отклонений в их строении, к-рые могут возникать спонтанно или в результате действия разл. факторов (химических и физических). Следствием этих изменений м. б. мутации. [c.443]

Модель Уотсона — Крика не только дает приемлемое объяснение своеобразия каждого гена и его точного воспроизведения, но, кроме того, она хорошо согласуется с нашими представлениями о мутациях. Вероятно, мутации происходят в результате изменения последовательности пар оснований в молекулах нуклеиновых кислот. Эти изменения, которые в свою очередь вызывают образование измененных белков, могут, например, состоять в замене одной пары оснований другой парой. Речь может идти также о структурных изменениях положения (инверсии или транслокации) или, наконец, о делециях или дупликациях пар оснований. [c.274]

Рассмотрим теперь, каким образом молекула ДНК донора, поступившая из среды, включает свою нуклеотидную последовательность в клетку бактерии-реципиента. Мы не станем рассматривать здесь те молекулярные процессы, которые ответственны за это событие, так как мы еще не подготовлены к этому. Ограничимся лишь утверждением, что по своей природе это событие представляет собой случай генетической рекомбинации. Иными словами, экзогенной молекуле ДНК, несущей гены S или Sir " бактерии донора, удается найти гомологичную ей эндогенную молекулу ДНК, несущую R- или Str -гены в клетке реципиента. Согласно теории об информационной роли ДНК, рассмотренной в этой главе, гомологичность экзогенных S- или Str -генов донора соответствующим эндогенным R-или Str -генам реципиента представляет собой соответствие в последовательности нуклеотидов в каждой такой паре гомологичных молекул ДНК. Иными словами, последовательность оснований гомологичных молекул ДНК донора и реципиента совершенно одинакова, за исключением тех ограниченных участков, где мутация изменила последовательность оснований в одном из двух гомологов и, следовательно, индуцировала появление белка с измененной аминокислотной последовательностью. После того как экзогенная молекула ДНК нашла своего эндогенного гомолога, обе молекулы вовлекаются в процесс генетического обмена. Такой обмен приводит к интеграции экзогенной молекулы и исключению гомологичной эндогенной молекулы ДНК из набора генов бактерии-реципиента и, следовательно, к генетической трансформации этой бактерии R-формы в S-форму или из Str -типа в Str -тип. Включившись в генетические структуры бактерии-реципиента, экзогенная молекула ДНК реплицируется вместе со всеми другими молекулами трансформанта и, следовательно, передается всем потомкам бактериальной клетки, из которых она может быть впоследствии выделена для дальнейших трансформаций. [c.167]

Генетическая карта представляет собой серию сайтов, в которых встречаются мутации. Выявление этих сайтов основано на том, что изменение в последовательности оснований вызывает соответствующее изменение в фенотипе. Расстояние между этими сайтами определяется по частоте рекомбинации, которая зависит от ряда параметров в каждом конкретном участке. [c.46]

Мутации - изменение структуры нуклеотидов или их последовательности в молекуле ДНК (в нуклеотидах изменяются азотистые основания). По характеру этих изменений мутации делятся на общие и точечные. [c.53]

В основе морфологических и функциональных изменений лежат изменения генетические биологическая эволюция происходит постольку, поскольку наследственное вещество, ДНК, может изменяться от поколения к поколению. Наследственная передача признаков от родителей потомству-процесс консервативный, но эта консервативность не является абсолютной. Иногда происходят ошибки, в результате чего количество ДНК или последовательность оснований в ДНК дочерних клеток становятся иными. Эти изменения наследственного материала называют мутациями. В настоящей главе мы обсудим генные мутации, затрагивающие один или несколько нуклеотидов внутри отдельных генов. [c.7]

Изменения последовательности пуриновых и пиримидиновых оснований, вызванные заменой, удалением или вставкой одного или более нуклеотидов, могут привести к изменению продукта данного гена— в большинстве случаев белка. Последствия подобных изменений (мутаций) генетического материала описаны в гл. 40. [c.70]

Мутацией называется изменение последовательности нуклеотидов в ДНК (рис. 2.6). Если мутация происходит в той области ДНК, которая кодирует белок, она изменяет триплетный кодон и может привести к замене аминокислоты, определяемой этим кодоном. Таким образом, появление другой аминокислоты в белковой цепочке может быть вызвано изменением одного единственного основания в ДНК-последовательности (точковая мутация). Большая часть измененных белков функционирует ненормально (хотя иногда они и выполняют совершенно иную функцию, на ином физиологическом или метаболическом фоне). Поэтому с точки зрения дарвиновского выживания наиболее приспособленного большинство мутаций вредны и ставят клетку или многоклеточный организм в неблагоприятные условия при естественном отборе. [c.121]

Но иногда, хотя и очень редко, репликативная мащина пропускает несколько оснований или вставляет несколько лишних, включает Т вместо С или А вместо О. Каждое такое изменение последовательности ДНК - генетическая ошибка, называемая мутацией. Такие ошибки будут [c.128]

Внесение специфических изменений в кодирующие последовательности ДНК, приводящих к определенным изменениям в аминокислотных последовательностях, называется направленным мутагенезом. Идентификация аминокислот, замена которых даст желаемый результат, облегчается, если детально известна пространственная структура белка (ее устанавливают с помощью рентгеноструктурного анализа или других аналитических методов). Однако для большинства белков такие данные отсутствуют, поэтому направленный мутагенез - это в значительной мере эмпирическая процедура, основанная на методе проб и ошибок. Каждый белок, кодируемый мутантным геном, нужно протестировать и убедиться в том, что мутация дала желаемый эффект. [c.159]

Аналогичная картина наблюдается, когда сдвиг в сторону лактимной формы происходит у гуанина. Тогда он образует водородные связи с необычным для него основанием—тимином. Замена нормальных пар оснований передается при переписывании (транскрипции) генетического кода с ДНК на РНК и приводит в итоге к изменению аминокислотной последовательности в синтезируемом белке. При накоплении мутаций возрастает число ошибок в биосинтезе белка. [c.446]

Внезапные спонтанные изменения фенотипа, которые не связаны с хромосомными аберрациями (что подтверждается данными микроскопических исследований), можно объяснить только изменениями в структуре отдельных генов. Генная или точковая мутация (поскольку она относится к определенному генному локусу) — результат изменения нуклеотидной последовательности молекулы ДНК в определенном участке хромосомы. Такое изменение последовательности оснований в одном гене воспроизводится при транскрипции мРНК и может привести к изменению последовательности аминокислот в полипептидной цепи, образующейся в результате трансляции на рибосомах. [c.213]

Как влияет изменение одного основания в мРНК на аминокислотную последовательность полипептида Очень важные доказательства, подтверждающие правильность расшифрованного генетического кода, были получены при изучении природы мутаций, приводящих к замене одного остатка в аминокислотной последовательности белка. Какая из перечисленных ниже замен одной аминокислоты на другую согласуется с генетическим кодом Какая из замен не может быть результатом изменения одного-единственного основания в мРНК Почему [c.963]

К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, заключена в последовательности четырех типов оснований (А, Т, Г, и Ц) вдоль фосфатноуглеводного остова (т. е. последовательности расположения четырех типов нуклеотидов, из которых построена ДНК). Таким образом, последовательность А—Г—Ц в каком-либо участке цепи несет иную информацию, чем последовательность Г—А—Ц. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro (вне клетки) или in vivo (внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда ДНК бактериофага (который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу , что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц. [c.139]

При выделении нонсенс-супрессоров использовали их способность узнавать мутантные нонсенс-кодоны, которые в силу особенностей своего расположения в гене оказывали летальное действие. Между тем один из нормальных терминирующих кодонов имеет такую же последовательность оснований как и супрессируемый нонсенс-кодон. Следовательно, мутантная тРНК, супрессирующая нонсенс-мутацию, в принципе должна быть способна супрессировать и нормальные терминирующие кодоны в конце всех генов. Тогда в результате сквозного прочитывания текста произойдст образование более длинного белка с дополнительным С-концевым пептидом. Таким образом, вероятнее всего, что эффективная супрессия терминации окажется летальной для клетки, так как при этом появятся более длинные белки с измененной функцией. [c.100]

Изменения сплайсинга, вызванные мутациями, приводящими к появлению или разрушению канонических последовательностей, указывают на то, что эти последовательности существенны для узнавания границ экзон—интрон. Но до сих пор все еще не ясно, как юденно узнаются такие последовательности. Можно предложить две общие схемы этбгО процесса. Либо фермент узнает специфически пару канонических последовательностей, либо они могут спариваться с основаниями РНК, что приведет к созданию вторичной структуры, которая и будет узнаваться ферментом. При этом конформация РНК-играет такую же роль, как и в случае других ферментативных реакций в процессинге РНК (хотя здесь спаривание оснований не обязательно происходит автономно, на него, возможно, оказывают влияние и белки). [c.328]

Сопутствующие химические изменения можно изучить, анализируя тонкие слои эпидермиса, срезанные параллельно поверхности, или последовательные слои клеток, обдираемые при повторном наложении и снятии липкой ленты. Молекулы кератина можно экстрагировать и идентифицировать по их электрическому заряду, молекулярной массе, сродству к специфическим антителам н набору малых пептидов, на которые расщепляются кератины при их неполном переваривании. Таким способом было показано, что кератины содержатся во всех слоях эпидермиса. Однако существует много различных видов кератина, кодируемых большим семейством генов. Это семейство возникло в процессе эволюции в результате дупликаций и мутаций какого-то одного предкового гена. В различных слоях эпидермиса синтезируются разные виды кератинов. Кератины шиповатых клеток отличаются, например, от кератинов, заполняющих мертвые ороговевшие чешуйчатые клетки. По мере того как стюловая клетка, находившаяся в основании колонки, превращается в чешуйку наверху, она последовательно экспрессирует различные группы из всего набора гомологичных кератиновых генов. [c.156]

СТО оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых последовательность кодирующего триплета оснований после замены кодирует уже другую аминокислоту. Вследствие вырожденности генетического кода аминокислота, кодируемая мутантным геном, часто оказывается сходной с той, которая кодировалась родительским триплетом, в результате чего формируется фенотип ( leaky ) лищь с частично нарушенной функцией (определяемой обычно белком). Такие штаммы имеют тенденцию спонтанно ревертировать к родительскому типу, проявляя таким образом генетическую нестабильность и частичную физиологическую неполноценность. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокислоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты. В этом случае синтез соответствующего белка прерывается на измененном триплете, а образующийся незавершенный фрагмент белковой молекулы, как правило, не способен выполнять предназначенной исходному белку функции. Поэтому нонсенс-мутации фенотипически выражены, а способность ревертировать у них сохраняется. Мутации со сдвигом рамки возникают в случае вставки или делеции одного или нескольких оснований в молекулу ДНК- При этом происходит сдвиг рамки при считывании закодированной информации и как следствие — изменение последовательности аминокислот в белке мутантного штамма. [c.10]

Однако существуют ограничения для использования метода прямой гибридизации 1) если различия в последовательностях оснований двух РНК становятся значительными, и они широко распространены в пределах молекул, гибриды нестабильны и могут расщепляться РНКазой. Например, если имеет место 50% гомология последовательности оснований для двух РНК, распределение изменений может быть, как показано на рис. 17 в верхней части (А) непарность оснований одинаково распределена по всей длине молекулы. В этом случае защита от действия РНКазы будет незначительной. В нижней части (Б) гомологичные последовательности сгруппированы в нескольких полностью сохранившихся областях. В этом случае защита будет действительно равной 50%. Ситуация, подобная последней модели, правильна для сегментов РНК, кодирующих НА и NA. Остаточная запщта от действия РНКазы для гибридных молекул между подтипами — около 30 и 20% соответственно — существует вследствие наличия высококонсервативных областей, как было показано по профилям плавления. Таким образом, мутации, приводящие к заменам аминокислот, летальны в этих областях, в то время как в изменчивых областях допустимы многие мутации [105]. В большинстве случаев, когда защита от РНКазы гибридов РНК относительно низкая, техника дает результаты, которые не дооценивают [c.100]

Изменения в генах НА вирусов гриппа типа А были изучены детально. К настоящему времени определена последовательйость нуклеотидов в генах НА трех подтипов человеческих вирусов (Н1, Н2, НЗ), а также двух птичьих штаммов. Были получены очень ценные данные о последовательностях оснований в НА полевых штаммов с антигенной формулой НЗ (см. главу 5). Эти результаты помогли выявить локализацию антигенных сайтов в трехмерной структуре НА и определить связанную с нарушением последовательности природу мутаций в НА доминирующих полевых штаммов [62, 63]. [c.320]

О ее пространственной структуре. Кроме того, всесторонние физико-химические исследования позволили сделать определенные выводы о спаривании оснований, о степени близости различных участков моле суль, об их общем размере и форме. Удалось установить последовательность оснований для более чем 30 разных тРНК, и было высказано предположение, что все эти тРНК имеют сходную структуру. Были выявлены некоторые мутации, приводящие к определенным функциональным изменениям, которые удалось связать с предполагаемыми изменениями в структуре. Правомерен вопрос сколь успешны были попытки предсказать третичную структуру тРНК на основании совокупности данных, полученных для раствора В определенной степени эти предсказания подтвердились. Так, Левитт высказал правильные предположения относительно половины и ных взаимо- [c.189]

Решению стояш,ей перед нами дилеммы может помочь молекулярная генетика. Совершенно ясно, что нуклеотидная последовательность структурного гена с высокой степенью точности транслируется в последовательность аминокислот, составляющих полипептидную цепь Поэтому, если оставить в стороне избыточные нуклеотидные замещения, любое изменение в последовательности оснований в молекуле ДНК будет отражено в виде замещения, делеции или добавления аминокислоты в полипептидной цепи, кодируемой геном, в котором произошло изменение. Поскольку фермент или структурный белок формируется из полипептидных цепей, кодируемых одним или иногда двумя генами, любое изменение последовательности аминокислот фермента или структурного белка непосредственно отражает замещение аллеля в локусе, кодирующем измененный полипептид. Более того, если особь гетерозиготна, то появятся обе формы фермента или другого белка, так как обе формы гена будут транскрибироваться и транслироваться в белок. Исключениями из этого правила недоминирования служат мутации, терминирующие цепь, или другие изменения ДНК, которые прерывают или подавляют транскрипцию или трансляцию (они составляют только 3% всех одноступенчатых замещений оснований), и редкие крупные делеции. [c.109]

Изредка в ДНК возникают стойкие изменения - мутации. Чарлз Дарвин называл такие изменения наследственной информации спортами. Например, замена А основания на G приводит к появлению новой последовательности нуклеотидов в данном участке хромосомы, и, соответственно, в информационной РНК. Эго приводит к изменению последовательности аминокислот в белке и, следовательно, к изменению его струютры и/или функции. Мутации служат постоянным источником новой генетической информации, на которую может действовать отбор. Полагают, чго подобные изменения последовательностей нуклеотидов редки. [c.22]

Изменения в последовательности оснований ДНК называются мутациями и могут включать замещение, делецию или вставку одного или более оснований. Известны также инверсии или транслокации последовательности оснований. Среди различных видов мутаций наиболее распространено замещение одной пары оснований. Замещение может быть следствием ошибок в спаривании оснований в процессе синтеза ДНК (гл. 25). Такие ошибки спаривания могут быть вызваны изменением структуры основания, например таутомерным сдвигом от кето- к енольной форме в момент спаривания. Измененное основание может присутствовать лнбо в матрице ДНК, либо в поступающем для синтеза дезоксирибонуклеоти-де. Замещение имеет место, например, вследствие способности редкой лактимной формы тимина давать пару с нормальной лактам- [c.222]

Мутации обусловлены изменениями в последовательности оснований ДНК. Основные типы мутаций - замены, делеции и включения. Самый распространенный тип мутаций - замена одной пары оснований на другую. Замена одного пурина другим или одного пиримидина другим пиримидином называется транзицией. Трансверсия - замещение пурина пиримидином и наоборот. Мутации могут возникать вследствие спонтанной таутомеризации оснований или под действием аналогов оснований (например, 5-бромурацила) или других химических мутагенов (например, азотистой кислоты). Потенциальную канцерогенную активность многих веществ можно вьывить по их мутагенному действию на бактерии. [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология